工程材料及成形工艺基础(6)

③氧化与脱碳：钢在加热时，铁和合金元素与氧化性介质作用在工件表面生成氧化物饿现象称为氧化。 脱碳是指钢在加热时，钢表层中的碳与周围介质中氧、二氧化碳等发生化学反应，生成含碳气体逸出钢外，使钢表层含碳量下降。氧化会使工件尺寸减小，表面粗糙度增加。

脱碳会降低钢的表面硬度、耐磨性和抗疲劳能力。氧化脱碳还会增加淬火开裂倾向。

为了防止，通常采用脱氧良好的盐浴加热、保护气体加热、真空加热、高温短时加热等。

19.淬火钢的回火：强度、硬度降低，韧性、塑性升高。

回火：钢件淬硬后，再加热到Ac1点以下的某一温度、保温一点时间后冷却到室温的热处理过程。

20.回火分类：①低温回火（150-250）：回火马氏体，硬度58-64HRC具有较高强度、硬度及耐磨性。

②中温回火（350-500）：回火托氏体，硬度为35-45HRC，由铁素体基体和碳化物颗粒组成。具有很高的弹性极限，较高强度、中等的硬度和韧性。

③高温回火（500-650）：回火索氏体，硬度为200-330HBW，油铁素体和粒状碳化物组成，具有良好的综合力学性能。

21.习惯上将高温回火加淬火称为调质处理。调质一般作为最终热处理，但也可以作为表面淬火和化学热处理的预备热处理，以保证表面和心部不同的性能要求。第一类回火脆性（250-350）；第二类回火脆性（450-650）。

22.钢的表面热处理：仅对钢的表层进行热处理以改变其组织性能的工艺。最常用的的是表面淬火加回火。 钢的表面淬火是通过快速加热，使钢的表层奥氏体化，在心部组织尚未发生相变时立即予以淬火冷却，使表层获得硬而耐磨的马氏体组织，心部仍保持原来的塑性和韧性较好的退火、正火、或调质状态的组织。 表面淬火加热可采用：感应加热、火焰加热、激光加热等。（频率：①高频：50-300KHZ ②中频：1-10 ③工频：50HZ）。多用于中碳钢和中碳低合金钢，如45、49Cr、40MnB。

感应加热表面淬火优点：加热速度快、时间短，表面氧化、脱碳较小，生产率较高；表层局部加热，工件变形小；淬火组织为细隐晶马氏体，表面硬度较高脆性低；表层获得马氏体后，表层膨胀，造成残留压应力，提高疲劳强度；可用于生产流水线，工艺质量稳定。

23.钢的化学热处理：把钢制零件放在含欲渗元素的活性介质中加热到预定的温度，保温一定时间，使该元素渗入到工件表层中，从而改变表层的成分、组织和性能。

①钢的渗碳：为了增加钢件表层的碳含量和获得一定的碳浓度梯度，将钢件在渗碳介质中加热并保温，使碳原子渗入到钢件表层。

②根据渗碳剂的不同，渗碳方法分：固体、气体、液体渗碳。

③渗碳层的表面碳含量在0.8%-1.1%之间为好，尤其在0.85%-1.05%之间最好。

④表面碳含量低，则不耐磨且疲劳强度也较低；反之，则渗碳层变脆，易出现压碎剥落。

⑤钢经渗碳淬火、低温回火后表面硬度可达58-64HRC，耐磨性好，心部韧性好。适用于重载、磨损、冲击条件下工件的零件。

24.钢的渗氮：在一定温度下使活性氮原子渗入到工件表面。目的：更大提高钢件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度和抗蚀性。

25.气体渗碳与气体渗氮比较：①渗氮温度低，心部不发生相变，零件变形小。②渗氮后，具有高耐磨性和热硬性。③渗氮后，不再进行热处理，只进行磨削和抛光。④渗氮时间长，工艺较复杂，渗氮层薄。

26.碳氮共渗：同时向零件表面渗入碳和氮。

27.预备热处理：退火、正火、调质。调质作为预备热处理，主要是为了保证表面淬火或化学热处理零件心部的力学性能和为易变形零件最终热处理组织准备。锻造-正火或退火-粗加工-调质-精加工-表面热处理或渗氮。

28：最终热处理的工序位置：①整体淬火：锻造-正火或退火-粗加工、半精加工-淬火+回火-精加工。 ②表面淬火：锻造-正火或退火-粗加工-调质-半精加工-表面淬火、回火-精加工。

③整体渗氮：锻造-正火-粗加工-渗碳-半精加工-表面淬火、回火-精加工。